Java 11 单文件源码运行特性详解

1. 简介

JDK 11 是 Java SE 11 的官方实现，于 2018 年 9 月发布。

本篇文章将重点介绍 JDK 11 引入的一项新功能：直接运行单文件 Java 源码程序（Single-File Source-Code Programs）。

2. Java 11 之前的做法

✅ 什么是“单文件程序”？
就是整个程序逻辑都写在一个 .java 文件里，通常用于学习阶段或小型工具类程序。

在 Java 11 出现之前，哪怕是这种最简单的程序，我们也得走两步：

编译：
```
$ javac HelloWorld.java
```
运行：
```
$ java HelloWorld
Hello Java 11!
```

⚠️ 注意：编译生成了 .class 文件后，java 命令实际是执行这个类文件。如果你修改了源码但没有重新编译，再次运行还是旧的结果。

虽然流程标准且严谨，但对于一些临时脚本或者快速验证的场景来说，确实有点“仪式感过重”。

3. Java 11 支持直接运行源码

好消息是：从 Java 11 开始，我们可以跳过编译这一步，直接运行源码文件：

$ java HelloWorld.java
Hello Java 11!

✅ 关键点总结：

不再需要先编译成 .class 文件
JVM 会在内存中自动完成编译，并运行第一个找到的 public static void main() 方法
如果源码有语法错误，依然会报错提示

⚠️ 更宽松的命名规则：

比如我们把 HelloWorld.java 重命名为 WrongName.java，内容不变，仍然可以运行：

$ java WrongName.java

不过要注意，这种方式虽然能跑通，但违背了 Java 的通用命名规范。强烈建议保持类名与文件名一致，避免团队协作时出现混乱。

4. 命令行选项说明

为了支持该特性，Java 启动器引入了新的 source-file mode（源文件模式）。

✅ 触发条件：

命令行第一个参数是一个扩展名为 .java 的文件
使用了 --source 参数指定版本号

📌 示例用法：

假设有一个 Addition.java 文件，其 main() 方法接收命令行参数并求和：

$ java Addition.java 1 2 3

也可以在文件名前使用 JVM 选项，例如：

$ java --class-path=/some-path Addition.java 1 2 3

⚠️ 冲突检测机制：

如果当前目录下同时存在 HelloWorld.java 和 HelloWorld.class，再尝试用源码方式运行就会报错：

$ java HelloWorld.java                                            
error: class found on application class path: HelloWorld

这是为了防止类路径冲突导致行为不一致。

5. Shebang 脚本支持

Unix/Linux/macOS 用户经常使用 #! 指令来执行脚本文件，比如 Shell 脚本开头常见的：

#!/bin/sh

现在 Java 11 也支持类似方式运行 Java 源码！

✅ 步骤演示：

创建一个叫 add 的文件（注意无 .java 扩展名），内容如下：

#!/usr/local/bin/java --source 11

import java.util.Arrays;

public class Addition
{
    public static void main(String[] args) {
        Integer sum = Arrays.stream(args)
          .mapToInt(Integer::parseInt)
          .sum();
        
        System.out.println(sum);
    }
}

赋予可执行权限：

$ chmod +x add

然后就可以像普通脚本一样调用它：

$ ./add 1 2 3
6

或者显式通过 java 命令调用：

$ java --source 11 add 1 2 3
6

⚠️ 注意事项：

即使文件中已包含 shebang 行，命令行中仍需加上 --source 参数
文件中的 #! 行会被忽略，当作普通注释处理
❌ 不能对 .java 文件使用 shebang 方式运行，否则会报错：

$ ./Addition.java
./Addition.java:1: error: illegal character: '#'
#!/usr/local/bin/java --source 11
^

另外，由于 shebang 是平台相关的特性，在 Windows 上无法直接使用。

6. 小结

本文介绍了 Java 11 中新增的单文件源码运行特性，极大简化了开发调试流程。

✅ 可以跳过编译步骤，直接运行 .java 文件
✅ 支持命令行传参、JVM 选项等常见用法
✅ 兼容 shebang 脚本模式，提升跨平台脚本能力
⚠️ 类路径冲突检测机制确保安全性
⚠️ 不推荐打破命名规范，保持代码清晰可维护

代码示例可在 GitHub 仓库查看。

Persistence

REST

Security